化学、化工技术在水处理中的应用培训课件

化学、化工技术

在水处理中的应用韩卫清章节要点沉降分离过滤分离微滤、纳滤和反渗透★

蒸馏★萃取吸附第一章：非均相分离技术及其应用液固分离技术是化工生产常用的传统技术主要包括沉降、过滤等分离技术1.1沉降分离的基本原理表1-1沉降种类沉降现象的种类说明应用实例单颗粒沉降低浓度悬浊液中颗粒的沉降。每个颗粒独立沉降，完全不受相邻颗粒的影响废水中的泥沙的去除，工厂废水的澄清凝聚性沉降比较低浓度悬浊液中多个颗子形成凝聚体而沉降。凝聚体质量高，因此沉降速度大，清液层界面不清楚一次沉淀处理水中部分悬浊固体的去除，二次沉淀池上方的沉淀，化学凝聚体的去除干扰沉降或团聚沉降★中等浓度悬浊液中颗粒间的互相作用阻碍颗粒的沉降。颗粒间不改变相互位置成一团沉降，清液层界面清楚。生物处理装置中二次沉淀池凝固沉降粒子或凝聚体紧密结合，上方堆积的粒子群使下方的浆体密实

二沉池底部沉降或污泥浓缩池1.2颗粒在流体中的运动

1.2.1重力沉降（1）层流区（2）过渡区（3）湍流区1.2.2离心沉降

1.2.3静电沉降1.1.2絮凝剂概念拓展常规絮凝剂概念：絮凝剂是指能将小颗粒凝聚成大颗粒进行沉降分离的药剂，常用的絮凝剂有铝盐、铁盐和高分子絮凝剂等钙盐、镁盐和水解硅酸(1)离子效应，(2)温度效应，(3)酸碱度效应1.3沉降分离过程计算1.3.1理想的平推流型重力沉降装置（理想沉淀池）理想的平推流型重力沉降装置参数计算(1)(2)(3)1.3.2连续沉降设施和设备（1）平流式沉淀池（2）竖流式沉淀池（3）辐流式沉淀池1.4过滤滤的的基基本本原原理理过滤滤：：液体体中中的的悬悬浮浮颗颗粒粒物物用用过过滤滤材材料料（（天天然然纤纤维维或或合合成成纤纤维维织织成成的的布布、、网网或或多多孔孔物物质质））分分离离的的单单元元操操作作过滤滤介介质质的的要要求求：：（1）多多孔孔性性，，（（2）物物理理化化学学性性质质稳稳定定，，（3）足足够够的的机机械械强强度度，，使使用用寿寿命命长长（4）价价格格便便宜宜。。1.4.1过滤滤理理论论在颗颗粒粒层层内内流流动动的的流流体体的的流流速速u与颗颗粒粒层层的的压压差差ΔP成正正比比，，与与颗颗粒粒层层厚厚度度L反比比。。高级级过过滤滤设设备备及及技技术术微滤滤：：孔径径范范围围为为0.1～1μμm，截截留留水水中中粒粒径径在在0.02~10m之间的颗颗粒物的的膜分离离技术纳滤：孔径范围围为10～100nm，用表面面孔径为为纳米级级的半透透膜脱二二价离子子为主除除以的盐盐类和相相对分子子质量300以上的大大多数有有机物的的过程。。反渗透：：表面微孔孔的直径径一般在在0.5～10nm之间，只只能透过过水分子子而不能能透过盐盐分子。。1.4.2简单过滤滤设备和和设施（1）砂滤池池（砂滤滤器）（2）板框压压滤机（（污泥））（3）带式压压滤机（（污泥））第二章：：精馏技技术及其其在废水水处理中中的应用用蒸馏是通过加加入热量量或取出出热量，，使混合合物形成成气液两两相系统统，并令令其相互互作用，，易挥发发组分在在气相中中浓集，，难挥发发组分在在液相中中浓集，，从而实实现混合合物的分分离。(a)常规蒸馏馏(b)多进料蒸蒸馏(c)间歇蒸馏馏2.1简单蒸馏馏简单蒸馏馏也称微分分蒸馏，，将易挥挥发组分分组成为为x0的料液放放入蒸馏馏釜中，，加热至至料液的的泡点，，溶液气气化，气气化得到到的气体体组成为为y0，将它引引入冷凝凝器，冷冷凝成馏馏出液，，放入容容器。蒸蒸出液中中易挥发发组分的的组成高高于料液液。与此此同时蒸蒸馏釜中中的液体体（称为为釜液））继续受受热气化化。因为为前面蒸蒸出的气气体易挥挥发组分分的含量量高，所所以随着着釜液不不断气化化，其中中易挥发发组分的的含量不不断降低低。2.2三效蒸蒸发流流程☆板式精精馏塔塔工艺艺流程程图第三章章萃萃取技技术在在水处处理中中的应应用萃取过过程在在环境境工程程中主主要是是用于于从废废水、、废渣渣、污污泥及及烟尘尘浸出出液中中提取取，回回收各各种有有用组组分或或去除除有害害组分分，以以达到到消除除污染染，并并综合合利用用资源源的目目的．．在多多数情情况下下，被被提取取组分分在废废渣和和废水水中是是低浓浓，微微量的的，这这使液液液萃萃取技技术的的优越越性更更显突突出。。单级萃萃取单级萃萃取是是液液液萃取取中最最简单单的，，也是是最基基本的的操作作方式式。原原料液液与溶溶剂同同时加加入混混合器器中，，充分分搅拌拌使两两相混混合，，溶质质从原原料液液中进进入萃萃取剂剂。经经过一一定时时间将将混合合液进进入澄澄清器器，两两相澄澄清分分离。。多级萃萃取多级错错流萃萃取:单级萃萃取所所得到到的萃萃余相相中往往往含含有较较多的的溶质质，要要萃取取出更更多的的溶质质，需需要较较大量量的溶溶剂。。为了了用较较少的的溶剂剂取出出较多多溶质质，可可用多多级错错流萃萃取，，原料料从第第一级级加入入，每每一级级加入入新鲜鲜的萃萃取剂剂，在在第一一级原原料液液与萃萃取剂剂，传传质，，最后后达到到两相相平衡衡。分分相后后所得得萃余余相到到第二二级作作原料料液，，在第第二级级中用用新鲜鲜萃取取剂再再次进进行萃萃取，，如此此萃余余相多多次被被萃取取，一一直到到ｎ级级排出出最终终的萃萃余相相，各各级所所得的的萃取取相排排出后后回收收溶剂剂。S1S1S3S4E3S1E1E2xR3R3原料液F1xF1萃取剂萃取相原料液RnxRn多级逆流萃萃取逆流萃取中中，原料液液从第一级级进入，萃萃取剂从最最后一级进进入，多级级逆流萃取取流程如下下：123nE1F1SR图２-1填料萃取流流程示意图图1—压缩机；2—稳压罐；3—脉冲频率调调节仪；4—电磁阀；5—π型管；6—玻璃萃取塔塔；7—填料；8—进水分布器器；9—脉冲气体分分布器；10—煤油分布器器；11—煤油流量调调节阀；12—煤油流量计计；13—煤油泵旁路路阀；14—煤油储槽；；15—煤油泵；16—水流量调节节阀；17—水流量计；；18—水泵旁路调调节阀；19—水储槽；20—水泵；21—出口煤油储储槽萃取设备的的分类产生逆流的方式相分散的方法逐级接触设备连续接触设备重力重力

筛板柱喷淋柱、填料柱、档板柱机械搅拌

多级混合澄清槽、立式混合澄清槽、偏心转盘柱（ARDC）转盘柱（RDC）、带搅拌的填料萃取柱（Scheibel萃取柱）、带搅拌的档板萃取柱（Oldshue-Rushton萃取柱）、带搅拌的多孔板萃取柱（Kuhni萃取柱）、淋雨桶式萃取器机械振动振动筛板柱（Karr萃取柱）、带溢流口的振动筛板柱、反向振动筛板柱脉冲空气脉冲混合澄清槽脉冲填料柱、脉冲筛板柱、控制循环脉冲筛板柱其他静态混合器、超声波萃取器、管道萃取器、参数泵萃取器离心力离心力圆桶式单级离心萃取器、LX-168N型多级离心萃取器波式离心萃取器几类萃取设设备的优缺缺点和应用用领域设备分类优点缺点应用领域混合澄清槽两相接触好，级效率高；处理能力大，操作弹性好；在很宽的流比范围内均可稳定操作；扩大设计方法比较可靠滞留量大，需要的厂房面积大；投资较大；级间可能需要用泵输送流体核化工、湿法冶金、化肥工业无机械搅拌的萃取柱结构最简单，设备费用低；操作和维修费用低；容易处理腐蚀性物料传质效率低，需要高的厂房；对密度小的体系处理能力低；不能处理流比很高的情况石油化工、化学工业机械搅拌萃取柱脉冲筛板柱HETS低，处理能力大，柱内无运动部件，工作可靠对密度差小的体系处理能力较低；不能处理流化比很高的情况，处理易乳化的体系有困难，扩大设计方法比较复杂核化工、湿法冶金、石油化工转盘柱处理量较大，效率较高，结构较简单，操作和维修费用较低石油化工、湿法冶金、制药工业振动筛板柱HETS低，处理能力大，结构简单，操作弹性好制药工业、石油化工、湿法冶金、化学工业离心萃取器能处理两相密度差小的体系；设备体积小，接触时间短，传质效率高；滞留量小，溶剂积压量小设备费用大，操作费用高，维修费用大制药工业、核化工、石油化工第四章吸吸附技术在在水处理中中的应用吸附：用多多孔（内表表面积大））的固体分分离气体或或液体混合合物应用领域吸附操作的目的吸附剂备注合成纤维工业溶剂的回收与去除活性炭胶卷制造工业甲苯、酮、醇、碳氢化合物、混合溶剂、有机氯化物Hicilica沸石塑料工业合成橡胶工业涂料制造业炼油、石油化学烃的分离、脱水、脱硫活性炭、沸石天然气工业汽油馏分的回收硅胶、氧化铝、沸石PSA其他一般化学工业空气分离、氧和氮的浓缩、氢的精制、中间气体的脱湿、脱硫沸石、分子筛PSA食品工业蔗糖、调料、酒的脱色活性炭冷饮厂精制、水精制医药业抗生素、维生素等的精制活性炭、树脂吸附过程的的应用实例例吸附过程的的应用实例例（续）应用领域吸附操作的目的吸附剂备注装饰业溶剂回收与去除活性炭印刷业甲苯、酮、醇、碳氢化合物等的去除电子、精密工业空调、有机氯化合物的去除活性炭、Hisilica沸石空调脱湿、精制活性炭、Hisilica沸石净水厂溶解有机物的去除活性炭工业废水处理车间水处理、废气脱臭活性炭美术馆、博物馆空气净化活性炭、硅胶大型建筑沸石食品储存脱湿、脱氧活性炭、硅胶冷库的脱臭三甲胺的去除沸石香烟过滤嘴尼古丁的去除粒状活性炭可用吸附法法去除的污污染物吸附剂可去除的污染物活性炭苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙醇、乙醚、甲醛、煤油、汽油、光气、醋酸乙酯、苯乙烯、氯乙烯、恶臭物质、H2S、Cl2、CO、SO2、NOX、CS2、CCl4、CHCl3、CH2Cl2浸渍活性炭烯烃、胺、酸雾、碱雾、硫醇、SO2、CL2、H2S、HF、HCl、NH3、Hg、HCHO、CO活性氧化铝H2S、SO2、CNHM、HF浸渍活性氧化铝HCHO、Hg、HCl、酸雾硅胶NOX、SO2、C2H2分子筛NOX、SO2、CO、CS2、H2S、NH3、CNHM泥煤、褐煤、风化煤恶臭物质、NH3浸渍泥煤、褐煤、风化煤NOX、SO2、SO3、NH3焦碳粉粒沥青烟白云石粉沥青烟蚯蚓粪恶臭物质吸附附平平衡衡吸附附平平衡衡：物理理吸吸附附主主要要依依靠靠范范德德华华力力，，吸吸附附速速度度快快，，吸吸附附量量不不受受表表面面化化学学性性质质的的影影响响，，而而是是随随着着吸吸附附表表面面积积的的增增加加而而增增加加．．吸吸附附也也有有多多分分子子层层吸吸附附，，吸吸附附时时释释放放的的热热量量与与气气体体的的冷冷凝凝热热接接近近。。温温度度上上升升时时，，吸吸附附量量下下降降。。当当化化学学势势相相等等时时，，溶溶质质在在流流体体中中的的浓浓度度与与固固体体表表面面的的浓浓度度达达到到吸吸附附平平衡衡。。吸附附设设备备简简介介固定定床床吸吸附附器器流化化床床吸吸附附器器模拟拟移移动动床床再生生（1）加加热热再再生生（２２））减减压压再再生生（３３））吸吸附附剂剂再再生生（４）惰性气气体吹脱第五章、氧化化还原预处理理技术化工废水预处处理技术包括括化学法(中和法、混凝凝沉淀法、化学氧化法)，物化法(吸附、浮选、、电渗析、反反渗透)，这里着重介介绍应用微电解法和电化学氧化法法。5.1微电解法基础础理论5.1.1原电池作用和和电场作用铸铁是铁和碳碳的合金，即即由纯铁和Fe3C及一些杂质组组成。铸铁中中的矿化铁为为极小的颗粒粒，分散在铁铁内。矿化铁铁比铁的腐蚀蚀趋势低，因因此，当铸铁铁浸入水中时时就构成了成成千上万个细细小的微电池池，纯铁成为为阳极，矿化化铁及杂质则则成为阴极，，发生电极反反应，这便是是微观电池。。当体系中有活活性炭等宏观观阴极材料存存在时，又可可以组成宏观观电池，其基基本电极反应应如下：阳极(Fe)：Fe——2e－→Fe2＋E0(Fe2+/Fe)=－0.44V阴极(C)：在酸酸性条条件下下：2H＋＋2e－→H2E0(H+/H2)=0.00V在碱性性条件件下：：O2＋2H2O＋4e－→4OH－E0(O2/OH－)=+0.4V5.1.2还原作作用当然，，阴极极过程程也可可以是是有机机物的的还原原，电电极反反应生生成的的产物物具有有较高高的化化学活活性，，在中中性或或偏酸酸性的的环境境中，，铸铁铁电极极本身身及其其所产产生的的[H]、Fe2+等均能能与废废水中中许多多组分分发生生氧化化还原原反应应，破破坏有有机污污染物物的结结构，，使之之成为为低分分子物物质，，降低低有机机污染染物的的毒性性，从从而大大幅度度提高高可生生化性性。5.1.3凝胶作作用同时在在反应应器里里产生生微电电场，，废水水中分分散的的胶体体颗粒粒，极极性分分子，，细小小污染染物都都受微微电场场的作作用后后形成成电泳泳，向向相反反电荷荷的电电极方方向移移动，，聚集集在电电极上上，形形成大大颗粒粒沉淀淀，从从而使使CODcr降低。。5.1.3铁盐的的混凝凝作用用在酸性性条件件下，，用铁铁屑处处理废废水时时，会会产生生Fe2+和Fe3+。Fe2+和Fe3+是很好好的絮絮凝剂剂，把把溶液液pH调至碱碱性且且有O2存在时时，会会形成成Fe(OH)2和Fe(OH)3絮凝沉沉淀。。反应式式如下下：Fe2++2OH－→Fe(OH)2↓4Fe2++8OH－+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓新生态态的Fe(OH)2和Fe(OH)3是胶体体絮凝凝剂，，具有有良好好的吸吸附凝凝聚能能力。。这样样，废废水中中原有有的悬悬浮物物，以以及通通过微微电池池反应应产生生的不不溶物物均可可被其其吸附附凝聚聚。3.铁离子的沉沉淀作用在电池反应应的产物中中，Fe2+和Fe3+同时也和一一些无机物物发生反应应生成沉淀淀物而去除除这些无机机物，以减减少其对后后续生化工工段的毒害害性。如S2-、CN－等将生成FeS、Fe3[Fe(CN)6]2、Fe4[Fe(CN)6]3等沉淀而被被去除。5.2氧化技术概概述湿式催化氧氧化法沈荣明等用用湿式催化化氧化法处处理高浓度度含酚废水水，采用Mn(Ⅱ)作为催化剂剂，在室温温t=25℃℃下，O3=0.6L·min-1加入作氧化化剂，反应应时间45min时,苯酚废水的的COD去除率可达达100%，即完全矿矿化。但该该法对设备备要求较高高，要考虑虑腐蚀、催催化剂的损损失和失效效等问题。超临界氧化化法超临界氧化化法是一种种能彻底破破坏有机物物结构的新新型高效氧氧化技术，，它对酚类类及其它多多种有机物物的氧化降降解非常有有效，国外外已经建成成中试及工工业化试验验装置。但但由于其比比较苛刻的的反应条件件对反应器器有很大的的腐蚀性及及其安全性性没有保证证，且对难难降解的有有机物需要要较长的反反应时间；；在一定程程度上限制制了工业化化应用。光化学氧化化法光化学氧化化法处理废废水的基本本原理是以以半导体的的能带理论论为基础，，当N型半导体（（催化剂））被能量大大于其禁带带宽度的紫紫外或近紫紫外光照射射时，其满满带上的价价电子被激激发，形成成电子—空穴对，电电子—空穴对引发发产生的羟羟基自由基基[·OH]具有极强的的氧化性，，能够对生生物难降解解的有毒有有机物进行行氧化分解解，达到净净化废水的的目的[17]。光化学氧氧化法具有有反应条件件温和、氧氧化能力强强、适用范范围广，特特别适用于于生物难降降解的有毒毒有机物的的处理；但但面临着光光量子效率率低、反应应器的设计计、催化剂剂的回收、、固定化以以及催化剂剂的污染与与再活化等等许多问题题。Fenton氧化法在含酚废水水处理中应应用较多的的是Fenton试剂，Fenton氧化法可在在较短时间间内将酚完完全分解，，但对组成成复杂的实实际废水，，完全矿化化则需要消消耗大量的的氧化剂。。声化学氧化化法一般是是利用超声声波与光催催化协同作作用降低水水中有机物物，目前认认为较为有有效的可以以提高光催催化效率的的方法之一一。超声波波降解水中中有机污染染物是20世纪80年代后期发发展起来的的新型深度度氧化技术术，它主要要基于声空空化效应产产生的[·O]、[·OH]、[·HO2]等强氧化性性物质直接接和间接地地作用于水水体中的有有机污染物物,同时，声空空化气泡具具有促灭光光生电子，，加速传质质，活化催催化剂表面面等作用，，因而可以以提高光催催化效率。。顾浩飞飞等研究了了超声与光光催化协同同降解苯胺胺及其衍生生物过程，，发现这些些苯胺类化化合物最终终都被完全全矿化为HO2和CO2。但该法存存在处理量量小、费用用高的问题题，目前处处于探索阶阶段。5.3电化学氧化化1电化学氧化化的机理电化学氧化化是利用阳阳极的高电电位及催化化活性来直直接降解水水中的污染染物，或是是利用产生生羟基自由由基等强氧氧化剂降解解水中有毒毒污染物。。但反应受受到电极材材料及副反反应-析氧反应的限限制，降低反反应效率。按按氧化机理的的不同可以分分为电化学直直接氧化和电电化学间接氧氧化。1.1电化学直接氧氧化法电化学直接氧氧化法是利用用阳极的高电电势氧化降解解废水中的有有机或无机污污染物，在反反应过程中污污染物直接与与电极进行电电子传递。在在氧化过程中中，污染物被被氧化的程度度不尽相同有有电化学转化化和电化学燃燃烧两种。为为了节约成本本和降低能耗耗，一般污染染物只要被氧氧化成可生化化的物质即可可。具体反应机理理如下：在氧氧析出反应的的电位区，金属氧化物表表面可能形成成高价态氧化化物，因此在在阳极上存在两种状状态的活性氧氧，即吸附的的氢氧自由基基和晶格中高价态氧氧化物的氧。。阳极表面氧氧化过程分两两阶段进行，首先溶溶液中的H2O或[·OH]在阳极上放电电并形成吸附的羟基自自由基:MOx+H2O→MOx[·OH]+H++e-然后吸附的羟羟基自由基和和阳极上现存存的氧反应，并使羟基基自由基中的的氧转移给金金属氧化物晶晶格，而形成高价氧氧化物MOx+1：MOx[·OH]→→MOx+1+H++e-当溶液中不存存在有机物时时，两种状态态的活性氧按以下步骤进进行氧析出反反应:MOx[·OH]→→O2+MOx+H++e-MOx+1→MOx+O2当溶液中存在在可氧化的有有机物R时，反应如下下:R+MOx[·OH]y→CO2+MOx+yH++e-R+MOx+1→MOx+RO图1污染物电化学学直接氧化过过程示意图污染物电子污染物被破坏阳极1.2电化学间接氧氧化法电化学间接氧氧化法是通过过阳极反应产产生具有强氧氧化作用的中间间产物或发生生阳极反应之之外的中间产产物，使污染物被氧氧化，最终达达到氧化降解解污染物的目目的。电化学间接氧氧化反应的过过程主要是在在阳极生成寿寿命短、氧化性性极强的活性性物质，这些些中间物质主主要包括es（溶剂化电子子）、[O3]、[·HO2]、O2-、[O]等自由基，它们可可以分解污染染物质，并且且此过程是不不可逆的。电化学间接氧氧化的电极反反应式：阳极：H2O→2H++[O]+2eˉ阴极：H2O+eˉ→[H]+OHˉ其中新生态态的[O]具有强氧化化性，也会会进一步转转化为[·OH]等其它自由由基。介质离子强氧化剂阳极溶液中氧化作用有机污染物污染物被降解后图2污染物电化化学间接氧氧化过程示示意图1.3电解－Fenton法Fenton试剂具有很很强的氧化化性，因此此受到广泛泛的关注。但由于于成本过高高，而限制制了Fenton试剂的实际际应用。现在人人们开始关关注利用电电化学的方方法产生Fenton试剂，并直直接应用于于废水处理理工程中。。电化学反应应：阳极：H2O→2H++[O]+2eˉFe2+→Fe3++eˉ阴极：H2O+eˉ→[H]+OHˉˉFe3++e→→Fe2+Fenton试剂反应：：Fe2++H2O2→OHˉ+[·OH]+Fe3+2电极材料开开发研究状状况电化化学学氧氧化化法法工工业业化化的的关关键键在在于于降降低低操操作作费费用用和和提提高高处处理理效效率率。。操操作作费费用用与与降降解解污污染染物物所所需需能能量量有有关关，，这这就就要要求求提提高高电电流流效效率率、、降降低低实实际际使使用用电电压压。。电流流效效率率与与有有机机物物发发生生氧氧化化的的电电极极反反应应本本身身以以及及电电极极选选择择性性有有直直接接关关系系，，实实际际使使用用电电压压则则与与极极板板间间距距、、电电极极过过电电位位、、电电解解质质溶溶液液电电导导有有关关。。提提高高处处理理效效率率要要求求电电化化学学氧氧化化装装置置具具有有高高的的时时空空产产率率。。因因此此，，电电化化学学氧氧化化法法研研究究的的核核心心内内容容是是新新型型电电化化学学阳阳极极、、电电化化学学反反应应器器和和电电化化学学氧氧化化方方法法的的开开发发研研究究。。1896年人造造石墨墨试制制成功功，电电极进进入石石墨电电极时时代。。1968年涂层层钛电电极工工业化化后，，从此此进入入钛电电极时时代。。铅合合金电电极、、石墨墨电极极和钛钛基体体涂层层电极极构成成了电电化学学的三三大电电极材材料体体系。。2.1石墨电电极碳电极极和石石墨电电极具具有导导电性性能好好、耐耐腐蚀蚀性强强、易易加工工且价价格便便宜等等诸多多优点点。但但在酸酸性溶溶液中中，碳碳和石石墨电电极作作阳极极使用用时，，电化化学氧氧化反反应会会造成成电极极损耗耗。而而且在在废水水处理理实验验中发发现石石墨电电极的的析氧氧电位位过低低，不不利于于污染染物的的电化化学氧氧化。2.2铅合金电电极铅和铅合合金电极极是广泛泛应用于于硫酸及及硫酸盐盐介质、、中性介介质的不不溶性阳阳极。当当铅和铅铅合金浸浸入硫酸酸介质后后，表面面迅速生生成一层层PbO2簿膜。铅铅阳极价价格便宜宜、容易易成形、、表面氧氧化物即即使破损损也能自自行修复复，在硫硫酸电解解液中操操作稳定定。但铅铅合金电电极也存存在使用用过程中中易变形形，造成成短路，，降低电电流效率率；电能能耗比较较大的问问题。铅铅电极常常用于电电解工业业中的有有色金属属的提取取、阴极极保护以以及电化化学合成成和水处处理中。。2.3钛基涂层层电极铂金属电电极稳定定，耐腐腐蚀，可可用于任任何介质质；氧过过电位很很高；析析氢过电电位很低低。以上上的特点点决定铂铂是非常常良好的的电极材材料。但但是由于于价格昂昂贵，限限制了铂铂电极的的应用。。钛金属属的发现现引起了了人们的的广泛关关注，钛钛金属具具有良好好的导电电、耐腐腐蚀性，，是铂电电极的理理想替代代材料。。研究发发现钛基基涂层电电极的性性能与铂铂电极的的性能相相近.2.4电极材料改性性电极改性的研研究主要集中中在以钛材为为基体，采用用电沉积、电电镀和化学热热解的方法制制备改性电极极。其中电沉沉积主要是沉沉积α－PbO2和β－PbO2。化学热解的的方法主要是是在钛材表面面高温氧化形形成氧化物层层。a钛基二氧化铅铅电极（Ti/PbO2）由于PbO2电极具有析析氧电位高高，耐腐蚀蚀性好，导导电性能优优异的特点点，而被广广泛应用于于化工生产产、废水处处理和阴极极保护等领领域。但传传统意义的的二氧化铅铅电极机械械性能较差差，而钛是是一种耐腐腐蚀、重量量轻、强度度大的金属属，钛的热热膨胀率与与二氧化铅铅的热膨胀胀率接近，，因此人们们开始研究究以钛材为为基体的钛钛基二氧化化铅电极。。目前二氧化化铅电极多多采用电化化学的方法法制备（即电电沉积）。。电沉积二二氧化铅的的氧化过程分为两步步：首先生生成氧，氧氧以OHads的形式吸附在电极极表面；然然后这些吸吸附的粒子子再和Pb2+生成可溶性性的中间产产物Pb(OH)2+，并最终氧化成PbO2。电沉沉积积时时阴阴极极和和阳阳极极反反应应分分别别为为：：阳极极反反应应：：Pb2++2H2O→→PbO2+4H++2e-2H2O→→O2+4H++4e-阴极极反反应应：：Pb2++2e-→Pb4H++2e-→H2二氧氧化化铅铅电电极极在在电电场场作作用用下下，，表表面面会会产产生生羟羟基基自自由由基：：PbO2[]+H2Oads→PbO2[·OH]ads+H+其中PbO2[]代表PbO2电极表面的空空穴。b钌系涂层钛电电极钌系涂层钛电电极使用最早早和最成功的的是钌钛混合合物氧化物涂涂层。钌钛涂涂层电极是在在1965年由H.Beer发明的。现在在广泛应用于于氯碱工业。。钌钛涂层电极极的涂层一般般制备方法是是利用刷涂或或浸渍的方法法在钛基体上上覆盖一层钌钌钛金属盐的的盐酸醇溶液液，在中温下下烘干，然后后在高温下热热解氧化形成成钌钛的氧化化物簿层。Ti/RuO2电极的析氯极极化曲线的斜斜率小于析氧氧极化曲线的的斜率，这说说明在存在Cl－的情况容易析析出氯气，这这有利于高盐盐份的废水的的氧化处理。。c锡锑涂层钛电电极锡锑涂液是由由四氯化锡、、三氯化锑、、盐酸以及醇醇组成的溶液液。具体操作作方法与钌系系涂层类似。。经过高温热热解后在钛基基体表面形成成SnO2和Sb2O3。Sn